Люди страны чудес

А. Граевский ЧЕЛОВЕК ИДЕТ К ВЕРШИНЕ

Когда заходит речь о научных открытиях, часто вспоминаются милые исторические анекдоты о том, как Ньютона ударило по голове яблоко, или о том, как Архимед принимал ванну. Вот, дескать, как просто: надо только взглянуть попристальней, по-особому, в корень одним словом. И сразу тебя осенит гениальная догадка.

Великий физик Альберт Эйнштейн в шутливой форме отметил одно непреложное качество ученого, способного сделать открытие в науке, — умение отвлечься от привычных, устоявшихся представлений. Ему задали вопрос: как появляются изобретения, которые переделывают мир? Он ответил: «Очень просто. Все знают, что сделать это невозможно. Случайно находится один невежда, который этого не знает. Он то и делает изобретение».

В этой шутке много правды, как много ее и в первом рассуждении (смотреть в корень). Но не вся правда.

Сейчас, как правило, открытия делаются «на стыках» наук. Ведь не всегда можно снизу, от подножия, разглядеть то, что делается на вершине горы. Больше того, если подъем на эту вершину совершается всегда по одной и той же тропке, не все можно разглядеть, даже поднявшись на высшую точку. А вот с соседней вершины можно заметить что-нибудь новое…

Не каждый достигает вершины науки. И не каждый умеет оглядеться на вершине так, чтобы заметить особенности соседних.

С чего все началось? По-разному можно ответить на этот вопрос. Да, и в истории открытия, сделанного Николаем Константиновичем Чудиновым, есть все тот же «случай». Оставил, можно сказать, без присмотра банку с раствором, и в ней начались чудеса. А начались потому, что банка случайно стояла в теплом месте, у батареи центрального отопления.

Но главное, конечно, не в этом.

Главное в том, кто наблюдал этот случай. Главное, все-таки, всегда в человеке. Тот, кто не стремится разгадать тайну, попросту и не увидит ее никогда.

Но в этой истории семена случая упали на подготовленную почву. И дали такие всходы, что просто диву даешься…

По образованию Николай Константинович Чудинов — геолог. Если точней — петрограф, специалист по изучению строения пород. До того как заняться изучением калийных солей, ходил в поле в отряде с поисковой партией. Работал хорошо, напористо, смело. Но… Уже тогда проявилась в нем страсть к другого рода исканиям, к смелым (но обоснованным!) обобщениям. А такая страсть, ежели она завелась у подчиненных, не всегда еще, к сожалению, по нутру некоторым начальникам. «Ушли», короче говоря, Чудинова из партии.

Начал он работать в лаборатории Березниковского калийного комбината. Первое задание, полученное инженером-исследователем, касалось изучения состава калийных солей.

Методика подобных исследований для геолога была давно и тщательно отработана. Кто-кто, а Чудинов эту методику знал преотлично. Ведь в Пермском университете он изучал ее под руководством профессора Чирвинского, создавшего и утвердившего этот метод, так называемый метод шлифов.

Но привычный, хорошо усвоенный путь вел к цели медленно и плохо. Шлифы были очень неудобны для исследований под микроскопом, не давали возможности изучить многочисленные примеси.

Не бог весть какая гениальная догадка, но она все же пришла: надо растворить исследуемые соли, благо растворяются они легко. А определить состав в растворе — уже легче, для этого есть целый раздел науки — аналитическая химия.

Что ж, тысячи и тысячи людей проделывали подобную операцию — растворяли в дистиллированной воде сильвинит и карналлит. Тысячи занимались анализами этих растворов. Да не все задумывались над некоторыми их особенностями.

Уже на первых шагах бросалась Чудинову в глаза одна, казалось бы незначительная, деталь. Среди прочих примесей нужно было выделить те, которые придают солям окраску. Это не так трудно было сделать. Но эти окрашенные в красный и желтый цвет комки тонули плохо, иной раз просто «повисали» в растворе, находясь во взвешенном состоянии. Почему же так? Ведь во всех учебниках и руководствах давным-давно и нерушимо записано: красный, желтый, бурый цвет в сильвините и карналлите обусловлен наличием минералов железа. Это для геолога все равно, что для второклассника азбука. Однако железистые соединения должны бы иметь большой удельный вес… Чего бы им не идти на дно?

Первое наблюдение. Первое «почему». За ним возникло еще много других.

Карналлит и сильвинит давно и справедливо называют солями плодородия. Называют прежде всего за то, что оба они содержат в себе хлористый калий, так необходимый растениям. Но в природном виде, в залежи оба эти минерала находят вместе с каменной солью, с галитом.

Если посмотреть на кусок, а еще лучше в шахте на разрез сильвинита или карналлита — глаз не оторвешь, до чего красиво! Николай Константинович Чудинов как-то в разговоре «подбросил» такую мысль: дескать, неплохо было бы мастерам, занимающимся тканием ковров, приехать к нам, на калийную шахту, да позаимствовать у природы дивные рисунки.

Но при всем разнообразии и красоте, при всей пестроте и яркости этих рисунков сразу же видна в них одна закономерность: окрашенный слой сильвинита или карналлита перемежается слоем бесцветным, чуть прозрачным — слоем галита.

Слой за слоем, слой за слоем… Несколько сантиметров окрашенного слоя, а ниже и выше — бесцветные слои, толщина которых тоже измеряется сантиметрами.

Откуда же взялся такой слоеный пирог? Наука давно ответила — это морские отложения. Море, говоря химическим языком, раствор многих солей в воде. И львиная доля в этом растворе принадлежит как раз солям, образующим сильвинит и карналлит. Так было и так есть сейчас.

Двести миллионов лет назад климат на Земле был совсем иным. Он соответствовал, пожалуй, нашему понятию о климате пустыни — жаркое, очень жаркое лето, холодная зима. Сухо, ветрено, хорошие условия для испарения влаги. Вот так и происходило выпадение солей на дно. Великое Пермское море постепенно отступало, образуя мелководные заливы и лагуны.

В них соляной раствор, или, как его называют, рапа, быстро достигал концентрации, при которой соли начинали выпадать на дно. Подобные процессы в морях были и раньше, и потом, идут они и сейчас. Но если обычно в год море осаждает лишь слои, измеряемые долями миллиметра, то в условиях образования сильвинитовых и карналлитовых толщ на территории нынешнего знаменитого Верхнекамского месторождения. этот процесс шел куда быстрее. За год выпадало от 5 до 15 сантиметров осадков. И таких годичных слоев на Верхнекамском месторождении насчитывается тринадцать тысяч!

Все сказанное не объясняет, однако, слоистого строения карналлита и сильвинита. Но наука уже давно разгадала эту «причуду» природы. Хлористый калий и хлористый магний лучше растворяются при нагревании. Чем выше температура раствора, тем трудней их осаждать. С каменной солью (хлористым натром) дело обстоит иначе. Его растворимость почти не растет с повышением температуры.

Остальное понять нетрудно. Двести миллионов лет назад на Земле, как и в наше время, зима сменялась летом. Зимой, когда вода охлаждалась, активней выпадали окрашенные калиевые и магниевые соли, летом — хлористый натр, дававший бесцветные соли. Очень просто.

Просто? Ох уж эта простота… Ведь все это ничуть не объясняет, откуда взялись в карналлите и сильвините минералы железа.

У науки и здесь была отгадка: весной, в половодье, многочисленные реки, речки, ручьи несли в море не только воду, а вместе с ней и минералы железа. В очень больших количествах. Ясно?

Нет! Чудинову это не было ясно. Если минералы железа принесены весной, то почему ими не окрашена каменная соль? А зимой, когда выпадали сильвинит и карналлит, откуда же тогда бралось железо для их окраски?

Строго говоря, подъем на вершины науки бесконечен. За только что открытой высотой сразу же возникает другая. Могут быть только промежуточные остановки. У альпинистов такие остановки иногда зовут «приютами». Помните, на Эльбрусе — «Приют одиннадцати»? Что ж, если продолжить сравнение, то есть в науке любители «приютов». Достиг порядочной высоты, все здесь описано, выработаны правила поведения, маршрут известен и отклониться от него — упаси боже. Иначе — сорвешься в пропасть неизвестности. И костей не соберешь.

Ну, а если выяснится, что маршрут ведет не туда?

— Не может быть! — отвечают такие. На этом они кончают споры.

Но если человек не боится идти неизвестными тропами, путь его бывает порой тяжел не только потому, что он идет первым, часто натыкаясь на препятствия. Ему бывает тяжело еще и потому, что он остается один. Это особенно верно по отношению к тем, кто еще не завоевал признания, не получил права быть проводником к вершинам науки. Им зачастую просто не верят. Их доказательства слушают с вежливо-скучающим видом: дескать, знаем, знаем…

И настоящий ученый, кроме всего, должен быть бойцом. Ибо утвердить свои идеи, свои открытия не всегда просто.

Чудинов столкнулся с недоверием к своим работам сразу, как только переступил порог обычных представлений. Переступил благодаря случаю. Тут как раз были оба нужных слагаемых для хорошего открытия: случай — и человек, который сумел над ним задуматься.

Речь идет о той самой банке, что уже упоминалась. Чудинов выделил красящие вещества из карналлита и сильвинита, собирался ставить опыты по определению их состава. В воде, как уже говорилось, они вели себя довольно странно — плохо тонули. Если бы это были минералы железа, они шли бы на дно без промедления.

И вот, банку с этими соединениями (назовем их пока так) оставили в тепле. Когда через несколько дней Чудинов стал брать из нее пробы красящего вещества под микроскоп, он не поверил своим глазам: это вещество ожило!

Мыслимое ли дело… Ведь возраст-то двести миллионов лет. Это, наверное, в банку попали микроорганизмы из воздуха и за несколько дней в благоприятных условиях развили бурную деятельность.

Так, или примерно так, рассуждал в первую минуту Чудинов. Так же на его месте, наверно, рассуждали бы и мы с вами. Но у Чудинова хватило смелости предположить: а если действительно ожили организмы, пролежавшие в земле двести миллионов лет?

Сама по себе мысль очень смелая. Ведь испокон веку считалось, что соляной раствор — дезинфицирующая среда, отнюдь не способствующая активной жизнедеятельности микроорганизмов. Это каждый знает, буквально каждый: соленую селедку все пробовали. А тут предположить, что именно в такой среде жили неисчислимые количества хоть и микроскопических по размерам, но живых существ? Да мало этого. Они еще сумели ожить через такой колоссальный промежуток времени. Невероятно!

Да, невероятно… Но ведь наука никогда не доверяла скороспелым выводам. Она доверяла, доверяет и будет, надо думать, доверять только опыту.

Итак, надо было доказать, что микроорганизмы, появившиеся в соляном растворе, не занесены из воздуха, а пролежали в толще карналлита и сильвинита сотни миллионов лет.

Задача, что и говорить, не простая. И взялся за ее разрешение не микробиолог, а геолог, не имевший специальной подготовки. Это, кстати сказать, позже ставили ему в укор. Но об этом дальше.

Вначале Чудинов предположил, что обнаруженные им микроорганизмы — водоросли. Он их так и называл. Начались напряженные поиски методики постановки опытов, литературы, которая могла бы хоть немного пролить свет на всю эту историю.

Не так уж много времени прошло с того дня, когда в случайно забытой банке были обнаружены живые существа, а Чуднов мог уверенно сказать: «Это организмы двухсотмиллионнолетней давности».

Оказывается, имелись кое-какие работы по этому вопросу. В частности, работы, рассказывающие об окраске солей водорослями. А главное заключалось в том, что при опытах была исключена возможность занесения микроорганизмов извне.

Несколько позже Николай Константинович убедился еще в двух фактах. Во-первых, среди микроорганизмов столь почтенного возраста находились отнюдь не одни водоросли. Во-вторых, среди них были виды, которых нынче нет. Но это, повторяем, выяснилось позже. А на первых порах требовалось доказать, что организмы — не современные.

Из своих наблюдений Чудинов не делал тайны. Отнюдь. Сдав экзамены в аспирантуру Научно-исследовательского института галургии (солевых соединений), он туда же послал свой доклад, скромно назвав его сообщением к вопросу об окраске калийных солей.

Кто знает, что подумали ученые мужи из этого института, прочитав реферат доклада. Судя по их дальнейшему поведению, они отнеслись к сообщениям Чудинова как к обыкновенной галиматье. Однако милостиво разрешили приехать, сделать доклад. Надеялись, видимо, публично высечь в назидание другим «зарвавшегося приготовишку».

Приехал Чудинов в Ленинград, остановился у старого приятеля. По университету еще знакомы. Этот приятель работал в Институте зоологии Академии наук. В институте галургии не торопились, и, готовясь к докладу, вечерами Чудинов излагал приятелю основы своего открытия. Тот слушал, не скрывая скепсиса. Однако рассказал о чудаке из Березников у себя на работе. Там заинтересовались. И получилось так, что первый свой доклад Николай Константинович прочел не в родном институте, а на заседании общества микробиологов.

Несколько часов отвечал докладчик на вопросы. Несколько часов! Не все поверили ему. Но общее мнение было следующим: проблема возникла интересная, ею надо заняться всесторонне, надо ставить опыты. На том и порешили.

Зато через несколько дней в институте галургии обстановка была совсем иной. Здесь уже в открытую ополчились на безвестного доселе дилетанта, посмевшего замахнуться на авторитет толстых учебников. Написано там, что окраска калийных солей обусловлена наличием минералов железа? Написано. Чего же еще надо?

А этот, из Березников, доказывает, что окраску калийным солям придают микроорганизмы, которые усваивают железо из морской воды. И мало этого, он еще уверяет, что микроорганизмы пермского периода до наших дней сохранили жизнеспособность. Неслыханно! Это даже не дилетантство. Это просто невежество.

Попутно постарались сделать так, чтобы докладчик не смог продемонстрировать все препараты. К чему время тратить?

Дальше — все своим чередом. Отзыв такой, что ушат холодной воды может оказаться по сравнению с ним приятным теплым душем.

Несколько позже пришла в Березники и бумажка. В ней вежливенько сообщалось, что Чудинов Н. К. в аспирантуру института галургии не прошел по конкурсу (хотя до этого сообщалось обратное).

Подумал-подумал Чудинов над этой бумажкой да рукой махнул… Не до этого было.

Николай Константинович берет тонкий стакан, наливает воды и бросает в нее кусочек карналлита.

— Слушайте.

Если внимательно прислушиваться, то легко улавливаются слабые щелчки, отдающиеся в стенках стакана тонким звоном. В калийных солях, оказывается, очень много так называемых микровключенных газов. По составу они — органического происхождения. Раньше их наличие объясняли все тем же весенним половодьем в пермские времена… Дескать, это весенние воды заносили в соли органические примеси. Однако примесей было что-то чересчур много. А газ — дело не шуточное. Об этом хорошо знают все, кому приходится иметь дело с горными выработками.

Чудинов доказал природу возникновения этих газов. Конечно же, они — продукты распада микроорганизмов, существовавших (и существующих!) в калийных солях. Это дает возможность ориентировки в будущих газовых «сюрпризах», которые может преподнести тот или иной пласт.

Но все это все же не главное.

Главное — как это формулирует Чудинов — сохранение живыми организмами жизнеспособности на протяжении многих миллионов лет. Или, иначе говоря, свойство организма сохранять жизнеспособное состояние на протяжении геологических периодов. Один отдельно взятый организм может, оказывается, передать, пронести в себе жизнь через двести миллионов лет. В обычных условиях для передачи жизни потребовались бы миллиарды и миллиарды поколений, сменяющих друг друга. А в условиях закристаллизации живых организмов в толще калийных солей получается по-другому.

Фридрих Энгельс в свое время сформулировал понятие жизни как формы существования белковых тел, для которой обязателен обмен веществ. С прекращением обмена веществ прекращается и жизнь.

Открытие Чудинова, на первый взгляд, плохо вяжется с этой формулой. Философский аспект проблемы вроде бы не выдерживает критики.

Об этом автору открытия сказали прямо и в такой форме, которая была обычной в печальной памяти времена:

— Смотри, допишешься…

Да, да, не удивляйтесь, было и такое.

В самом деле — не может быть, чтобы в организме двести, миллионов лет не шел обмен веществ, а он, этот организм, оставался живым. Не может быть? А если наши методы еще настолько несовершенны, что мы не можем зарегистрировать этого обмена? Так может быть? Разумеется — может!

Нужно, говорит Чудинов, различать жизнедеятельное и жизнеспособное состояние организма. Это, видимо, несколько разные вещи.

Строго говоря, все мы знаем, что жизнеспособное (не жизнедеятельное!) состояние организмов возможно — еще на школьной скамье слышали об анабиозе, о том, что вмороженная в лед лягушка может ожить вновь. Все дело в масштабах, а их создают условия существования.

Да, все это плохо вяжется с формулировкой Энгельса. Но, во-первых, вопросы жизнеспособного состояния вообще плохо изучены. А во-вторых, пришлось ведь уже один раз дополнить эту формулу, ибо жизнь — это форма существования не только белковых тел, но и нуклеиновых кислот.

Чудинову все это очень ясно. И факт жизнеспособности. И причины окраски калийных солей. И природа происхождения микровключенных газов. Все это казалось доказанным.

Раз так — можно оформлять заявку на открытие.

Но в Государственном комитете по делам изобретений и открытий к его заявке отнеслись, мягко выражаясь, прохладно. Дали ее на рецензию и отказали «гр. Чудинову Н. К.» в каком-либо праве на открытие. Жизнь в солях? Да, об этом писали. Жизнеспособность? Что-то не верится. И вообще автор заявки, к глубокому сожалению, не микробиолог, а геолог. Где ему разбираться во всяких там микроорганизмах. Кроме всего, нет гарантий стерильности опытов…

Стерильность, стерильность… Сколько раз Чудинову предъявляли претензию именно с этой стороны. Докажите, что ваши опыты были стерильными, и баста! Но ведь Чудинов и сам настаивал на такой проверке. Просил и настаивал, чтобы опыты провели не в той комнатушке, в которой он работает, а в настоящей, блестяще оборудованной лаборатории.

Дело, однако, двигалось с большим скрипом. С комитетом завязалась длительная и на первых порах бесплодная переписка. Николай Константинович донимал экспертов, отвергал их возражения, разбивал их аргументы. Порой делалось это в довольно-таки язвительной форме. В бумагах Чудинова есть копия письма в комитет, написанная в духе чеховского «Письма ученому соседу». Ядовитое послание!

Но в конце концов блеснул-таки луч надежды! В лаборатории академика Жданова поставили опыт в абсолютно стерильных условиях по методике, разработанной Чудиновым.

Опыт ставился так. В стерильной комнате глыбу сильвинита обжигали и обрабатывали спиртом. Потом люди в стерильных халатах и перчатках стерильным инструментом начинали сверлить эту глыбу. Поработает инструмент некоторое время — его выбрасывают, заменяют другим, не менее стерильным. Так добрались до центра глыбы и оттуда взяли пробу. Растворили ее в дистиллированной воде, сделали так, что абсолютно исключалась возможность попадания в этот раствор микробов из воздуха. И через несколько дней уже с уверенностью можно было сказать — да, микроорганизмы пермского периода ожили.

Николай Константинович Чудинов — представитель поколения «лобастых мальчиков», которому пришлось воевать. Хлебнул командир танка войны вдосталь. После войны кончил офицерскую школу, служил, в академию собирался.

Уволившись в запас, решил стать геологом. И не думал, конечно, что сможет сделать открытие в науке.

Тут дело не в мечтах, дело в характере. Характер у него такой, что не позволяет работать бескрыло. Цепко подмечает он факты, обдумывает их, сортирует, никогда не подгоняя под готовые, существующие десятилетиями схемы. Он сейчас уже и в химию забрался основательно, и там успевает сказать новое, очень веское слово. Но об этом как-нибудь потом.

Сейчас хочется поговорить вот о чем. А какое, собственно, практическое значение имеет открытие Чудинова? Может, это и не важно вовсе, оживают или нет какие-то, по его выражению, «козявки-морозявки»? Или то, что они вообще когда-то участвовали в образовании калийных солей?

У калийщиков издавна считалось, что выгодней добывать ту руду, которая содержит больше хлористого калия и меньше нерастворимого осадка. В Березниках и Соликамске разрабатывают два пласта — «АБ» (пестрые сильвиниты) и «Красный-2» (красные сильвиниты). В первом хлористого калия 32, а во втором — 26 процентов. Нерастворимого осадка в первом меньше, чем во втором.

Казалось бы, наиболее выгодны для производства руды пласты «АБ». Так и считали. Долгое время считали. Да совсем недавно хватились, подсчитали с карандашом в руках и за голову взялись: из пестрых сильвинитов (богатых!) удобрений получается куда меньше, чем из красных (бедных!).

Причем это явление одинаково закономерно и для горячего (галургического) способа получения удобрений, и для более современного — флотационного.

Почему?

Чудинов дал ключ к разгадке и этого явления. Все объясняется наличием все тех же микроорганизмов. В пестрых сильвинитах органического вещества, оказывается, значительно больше. А раз больше органического вещества, значит, больше и газов, главным образом азота. Этот азот попал в толщу калийных солей не из воздуха (это легко доказывается отсутствием изотопа аргона-36; в азоте воздуха этот изотоп обязательно содержится). Азот в толще солей возник исключительно благодаря жизнедеятельности организмов. И в нем, вернее, в его наличии, разгадка странного поведения «богатых» и «бедных» руд. Наличие больших количеств азота (чрезвычайно мелко вкрапленного и сорбированного, «закрепившегося» на поверхности кристаллов) вдвое ухудшает флотацию пестрых сильвинитов.

О том, что виноват именно азот, говорят недавние работы группы ученых под руководством академика Плаксина. Они показали, что обработка поверхности несульфидных материалов азотом приводит к очень резкому ухудшению флотируемости.

Итак, стало ясно, с какими пластами выгодней работать и почему.

Но это еще не все. Поскольку считалось, что меньшее количество нерастворимых остатков облегчает технологический процесс приготовления удобрений, то для снижения этого количества в добываемой руде не так давно изменили форму рудничных камер, где отбивается руда… Вместо коробообразных ввели сводообразные. Дескать, меньше попадет в руду различных примесей, имеющихся на границах пластов. Это, как теперь выясняется, бесполезное мероприятие ведет к потерям, к недобору сотен тысяч тонн руды и увеличивает опасность горных работ. Сейчас, по предложению Чудинова, от этого отказались.

Да, стоит заниматься «козявками»! Но и не только поэтому.

Представим себе, что наш космический корабль приземлился, наконец, на другой планете. После всех предосторожностей космонавты покидают борт корабля, начинают исследовать неведомый мир и обнаруживают, что развитие жизни здесь отстало от развития жизни на Земле на двести — триста миллионов лет. Климат на планете пустынный — сухой и жаркий. Громадные моря отступают — повсюду видны следы этого отступления. В мелководных лагунах и заливах море — красного цвета от бесчисленного количества водорослей и микроорганизмов. Космонавты берут пробы этой красной воды и привозят ее на Землю…

Нечто подобное сделал и Чудинов, совершив «экскурс» на двести миллионов лет назад. Исследование условий существования столь древних организмов может многое дать для объяснения зарождения жизни на нашей планете, для объяснения условий ее развития и сохранения.

Ведь организмы, оживленные Чудиновым, равнодушны к кислороду и за двести миллионов лет получили порядочную дозу облучения. Калий-то радиоактивен…

Сейчас все шире применяются на полях так называемые сырые калийные соли, то есть просто молотые и очищенные карналлит и сильвинит. Но ведь, прежде чем вывезти на поля сотни тысяч тонн каких-то микроорганизмов, нужно их изучить.

Чудинов, к примеру, выяснил, что среди них есть и такие, которые усваивают азот. А если сделать так, чтобы убить (скажем, ультразвуком) всех ненужных, а усваивающих азот оставить? Они помогут обогащать почву азотом. Разве не проблема?

Само по себе свойство сохранять жизнеспособность на протяжении целых геологических периодов — тоже пока никак не изучено.

Одним словом, проблема разрастается вширь и вглубь. Николай Константинович далек от мысли, что все ее ответвления ему нужно решать самому. Нет, современное состояние науки требует объединения усилий больших коллективов ученых-исследователей. Только тогда будет до конца разгадана еще одна загадка природы.